CN110446874B - 具有热过载保险装置的传动系 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种传动系(10)，其具有驱动元件(14)、从动元件(16)和热过载保险装置(12)。所述热过载保险装置(12)这样构造，使得在低于临界温度时在驱动元件(14)和从动元件(16)之间存在连接并且在高于临界温度时驱动元件(14)和从动元件(16)彼此机械地脱耦。

Description

具有热过载保险装置的传动系

技术领域

本发明涉及一种传动系。

背景技术

从现有技术中已知的设置在驱动装置的负荷流中的过载离合器作用于转矩过载，使得过载离合器在机械过载的情况下触发。只要达到了预设的极限转矩，过载离合器就会使驱动元件与从动元件脱耦并且因此防止损坏。这种已知的过载离合器例如具有断裂销栓，在机械过载的情况下，即如果达到了或者超过了所述预设的极限转矩，则所述断裂销栓断裂。此外已知滑转式过载离合器。这种离合器能够具有球状件，所述球状件传递转矩并且从特定的转矩起克服弹簧力被从其底座中压出并且引起脱耦。替选地，这种离合器能够摩擦锁合地传递转矩，其中，在过载的情况下在摩擦锁合地连接的转矩传递元件之间出现打滑。如果传动系在运行期间处在临界运行状态下(例如受到热加载)，则传动系的构件、尤其是轴承或者啮合部可能在达到预设的极限转矩之前已经失效。由此，尽管存在过载离合器，仍然可能出现传动系失灵的情况，因为过载离合器仅在达到预设的极限转矩的情况下触发。

发明内容

因此，本发明的任务在于，提供一种具有保护机械装置的传动系，所述保护机械装置即使在临界运行状态的情况下也有效地防止失灵。

该任务通过一种传动系解决，该传动系具有驱动元件、从动元件和热过载保险装置。所述热过载保险装置这样构造，使得在低于临界温度时在驱动元件和从动元件之间存在连接并且在高于临界温度时驱动元件和从动元件彼此机械地脱耦。例如在驱动元件和从动元件之间存在形锁合的和/或力锁合的连接。

本发明的基本构思是，从驱动元件至从动元件的运动传递与传动系中的环境温度有关。因此，热过载保险装置由于过高的温度而中断经由传动系的转矩传递，基于所述过高的温度可能能够导致传动系中出现损坏。通过在高于临界温度时的机械脱耦防止安全临界的卡锁，由此能够防止传动系中出现损坏。确保传动系的部件不会基于热受载而这样减弱，使得这些部件在达到转矩过载保护之前已经基于作用力而受到损坏。由此，通常所述热过载保险装置保护传动系免于过热，这例如在没有润滑的情况下出现。由此实现一种成本有利的可能性，以便有效地保护传动系。所述临界温度可以对应于金属调质过程中的回火温度或者塑料的熔化温度。

尤其涉及机动车的传动系。

所述驱动元件、从动元件以及热过载保险装置可以是变速器的组成部分。在驱动元件上能够存在待转换的转矩，例如来自机动车发动机的转矩。

驱动元件和从动元件能够这样构造，使得驱动元件的转矩能够传递到从动元件上。驱动元件优选能够将转矩传递到如下的从动元件上，所述从动元件对转矩进行转换并且将其传递到至少一个另外的元件上，例如传递到机动车的车轮上。

所述从驱动元件到从动元件上的转矩传递能够基于形锁合的和/或力锁合的连接而经由所述热过载保险装置实现。

根据一种实施方式，所述过载保险装置构成为热离合器，尤其是是构成为热过载离合器。在这方面，所述热离合器能够占据不传递转矩的打开位置和传递转矩的闭合位置。此外，所述热离合器确保其能够快速响应温度变化，使得在达到了或者超过了临界温度时触发热离合器。

在机动车的正常运行中，在传动系的周围环境中优选产生低于临界温度的温度。但是在运行中出现故障或错误的情况下，例如在没有润滑的情况下，可能导致温度升高到临界温度以上。这也被称为临界运行状态。

在变速器中通常使用流体，例如润滑油或者说变速箱油，以用于减少摩擦并且将传动系的周围环境中的热损失功率导出。在苛刻的环境条件下，也能够使用例如润滑脂的较高黏度流体，以用于例如附加地屏蔽构件以防脏污。

根据本发明的一种实施方式，所述热过载保险装置能够包括至少一个热保险元件。经由该热保险元件能够提供热过载保护功能。所述至少一个热保险元件能够在圆周方向上或者在轴向方向上起作用。

尤其是设有多个保险元件，所述多个保险元件例如具有不同的作用方向。

为了使驱动元件和从动元件在高于临界温度时机械地脱耦，所述热保险元件能够这样构造，使其在高于临界温度时改变其机械特性。例如，所述保险元件在高于临界温度时丧失强度，使其变得软的或者能够弯曲。

所述保险元件能够构成为销栓、尤其是构成为螺栓或者构成为弹簧。这种保险元件能够特别简单地和成本有利地制造，因此，如果触发了热过载保险装置，用于热过载保险装置的制造和维护成本也是低的。

例如保险元件在高于临界温度时熔化。由此，保险元件首先丧失强度，由此触发热过载保险装置。根据本发明的一个另外的方面，保险元件能够这样构造，使其在高于临界温度和预先限定的力时断裂。由此，传动系通过热过载保险装置具有热额定断裂部位，因为热过载保险装置在高于临界温度时断裂。

作为替选或者作为附加，保险元件的体积能够在高于临界温度时减小或者增加。例如将所述保险元件构成为膨胀材料元件，该膨胀材料元件在高于临界温度时缩小。替选地，保险元件能够在高于临界温度时膨胀。

尤其所述保险元件是热可逆的。一旦温度降至临界温度以下，保险元件就会恢复到其初始状态。

例如所述至少一个保险元件具有形状记忆合金，使得当温度下降到临界温度以下时，所述保险元件总是恢复到其初始形状。

所述至少一个热保险元件能够设置在驱动元件和从动元件之间。由此，所述至少一个热保险元件能够确保在驱动元件和从动元件之间的机械的、尤其是形锁合的连接。尤其是所述至少一个热保险元件在径向方向上设置在驱动元件和从动元件之间。

替选地，所述至少一个保险元件能够在轴向方向上作用到驱动或者从动元件上。例如在爪形离合器的情况下，所述至少一个热保险元件能够轴向地相对于至少一个爪起作用，该爪尝试经由弹簧元件、尤其是是盘形弹簧或者螺旋弹簧将自身脱开。

替代于此，如果所述至少一个爪具有斜切角，使得只要触发了热过载保险装置所述爪就会基于驱动功率而将自身脱开(auslegt)，则能够取消弹簧元件。

尤其是在高于临界温度时，传动系中的转矩流机械地中断。由此能够实现以下优点：传动系的构件得到保护，尤其是免受机械过载。就此而言，热过载保险装置起到防止机械过载的保护作用，因为其机械地中断转矩流。

本发明的一个另外的优点是，在维修驱动装置的情况下，如果热保险元件在热过载保险装置触发的情况下受到了损坏或者破坏，则仅须更换该热保险元件。由此保持低的维修成本和工作量。

所述热保险元件能够包括塑料、金属或者膨胀材料，尤其是由这些材料中的一种制成。此外，热保险元件能够由这些材料中的两种或更多种的组合制成。

根据一种实施方式，传动系能够具有过载保险单元，以便不仅在热过载的情况下、而且也在机械过载的情况下脱耦。例如所述热过载保险装置能够这样构造，使得驱动和从动元件不仅在高于临界温度时、而且也在虽低于临界温度、但高于预先限定的力或者说预先限定的转矩时机械地脱耦。由此能够确保，不仅不会在热过载的情况下、而且也不会在机械过载的情况下出现安全临界的卡锁。导致保险元件在低于临界温度时断裂的力优选大于导致保险元件在高于临界温度时断裂的力。例如所述保险元件在高于临界温度时熔化并且在低于临界温度时在作用到保险元件上的限定的力的情况下断裂。

根据本发明的一个另外的实施方案，传动系能够具有至少一个热过载保险装置并且附加地具有至少一个机械过载保险装置，例如转矩过载保险装置。于是，过载保险单元除了热过载保险装置之外还包括机械过载保险装置、尤其是转矩过载保险装置。

优选所述驱动元件是轴。但是，驱动元件也能够构成为驱动小齿轮、活塞或者类似装置。

所述从动元件能够构成为毂。但是替选地，从动元件也能够构成为小齿轮、轴、例如曲轴或者类似装置。

在前文中描述了用于在机动车辆中使用的过载保险装置的应用。但是，所述过载保险装置也能够用于其它多个领域，例如在泵、工具主轴或者其它功率引导构件中使用。

附图说明

本发明的另外的特征和优点从下面的描述中和从下面所参考的附图中得出。附图如下：

图1示出根据本发明的、具有根据第一实施方式的热过载保险装置的传动系的示意性剖视图，

图2示出根据本发明的、具有根据第二实施方式的热过载保险装置的传动系的示意性剖视图，以及

图3示出根据本发明的、具有根据第三实施方式的热过载保险装置的传动系的示意性剖视图。

具体实施方式

图1示意性地示出用于传递转矩的传动系10的横向剖视图。其例是机动车辆的传动系、即机动车传动系。

该传动系10具有热过载保险装置12、驱动元件14和从动元件16。根据图1中示出的实施方式的驱动元件14构成为轴，而从动元件16构成为毂。

热过载保险装置12构成热离合器18、尤其是热过载离合器，其设置在驱动元件14和从动元件16之间。

在示出的该实施方式中，热过载保险装置12包括热保险元件20，该热保险元件在径向方向上在驱动元件14和从动元件16之间起作用。经由热保险元件20将驱动元件14与从动元件16形锁合地连接，其中，在驱动元件14和保险元件20之间以及在从动元件16和保险元件20之间能够分别存在形锁合。此外，热保险元件20设置在驱动元件14和从动元件16之间，尤其是在径向方向上设置在驱动元件和从动元件之间。

所述热保险元件20构成为弹簧22、尤其是构成为配合弹簧。不仅驱动元件14、而且从动元件16也分别具有容纳部24、25，保险元件20形锁合地容纳在所述容纳部中、尤其是能够嵌入所述容纳部中，使得能够将转矩从驱动元件14传递到从动元件16上。

在热过载的情况下，尤其是在超过临界温度的情况下，构成为弹簧22的保险元件20能够改变其机械特性。在此，弹簧22可能基于其改变的机械特性而丧失强度，由此，产生的剪切力至少部分地剪断弹簧22。这导致热离合器18触发，由此机械地中断转矩传递。因此，驱动元件14和从动元件16机械地脱耦。由此能够防止，传动系10的另外的元件(例如与从动元件16处于连接中的元件)被损坏。

替选地，保险元件20能够构成为销栓26，所述销栓同样在高于临界温度时改变其机械特性。例如，只要有(预先)限定的力作用到销栓26上，销栓26就会丧失强度而断裂。

此外，保险元件20在高于临界温度时甚至可能熔化。为了在达到或者超过临界温度之后修复离合器18或者说热过载保险装置12，更换保险元件20即可。由此，在热过载的情况下的维修特别简单并且成本有利。

替选地或者补充地能够规定，所述保险元件20在高于临界温度时改变其体积。在此，保险元件20能够可逆地恢复到其初始形状(例如基于形状记忆合金)，使得维修不是强制性必要的。

无论何种类型的保险元件20，基于所述热过载保险装置12确保，只要达到了或者超过了临界温度，则转矩流经由驱动和从动元件14、16(即在传动系10中)机械地中断。

图2以剖视图示出根据第二实施方式的传动系10的局部。

在图2中示出的实施方式中，驱动元件14和从动元件16分别构成为法兰毂，所述凸缘毂例如设置在未示出的轴端部上。

热过载保险装置12具有热保险元件20，该热保险元件在示出的实施方式中构成为销栓26，尤其是构成为断裂销栓。驱动元件14和从动元件16分别具有至少一个孔28、30。保险元件20设置在孔28、30内。由此，驱动元件14和从动元件16彼此力锁合地相连接，使得转矩能够从驱动元件14传递到从动元件16上。在各孔28、30内能够可选地分别设置有硬化的套筒32、33。

保险元件20具有材料弱化部34，其用作额定断裂部位，例如沟槽。如果保险元件20在热过载的情况下丧失强度，则它能够沿着额定断裂部位断裂。

但是，图2中示出的热保险元件20也能够这样构造，使其在热过载的情况下熔化并且在机械过载的情况下沿着额定断裂部位断裂。

图3示出根据第三实施方式的传动系10的一部分，该传动系具有爪形离合器36。驱动元件14和从动元件16分别构成为具有斜齿啮合部的爪38，其中，所述齿在按规定运行时相互嵌接。驱动元件14和从动元件16能够力锁合地通过收缩或者形锁合地借助配合弹簧或者类似装置与轴40、42相连接。

驱动元件14和从动元件16通过热保险元件20保持相互嵌接。保险元件20设置在从动元件16上并且在轴向方向上对从动元件16进行加载。保险元件20也能够设置在传动系10中的其它位置上，例如设置在驱动元件14的上游，只要通过保险元件20对驱动元件14和从动元件16进行加载从而构成形锁合。

通常可将轴40、42延伸的方向视为轴向方向。

因此，该轴向方向限定驱动和从动元件14、16的转动轴线。

图3中示出的传动系10具有保持元件44。该保持元件44能够热压到轴42上或者以其它方式与该轴相连接。从动元件16和保持元件44能够相对于彼此运动，尤其是从动元件16能够在轴向方向上运动。

保险元件20设置在从动元件16和保持元件44之间。保持元件44在轴向方向上具有凹部46。

在传动系10的正常运行中，尤其是当传动系中的温度低于临界温度时，保险元件20部分地设置在凹部46中并且部分地设置在凹部46的外部。保险元件20将从动元件16压向驱动元件14，使得它们保持啮合式嵌接，即保持形锁合。在图3中示出处于正常运行期间的状态中的传动系10。

如果传动系10内部的温度升高到临界温度以上，则保险元件20能够改变其体积或者其机械特性，例如熔化、丧失强度或者断裂。由此，从动元件16能够从与驱动元件14的啮合式嵌接中松脱并且在保持元件44上沿着轴向方向在轴向方向上运动，该保持元件同时也用作引导元件。

尤其是所述从动元件16在机械脱耦的状态中在保持元件44上在驱动元件14和保持元件44的止挡部48之间来回运动。当从动元件16碰撞到止挡部48时，驱动元件14和从动元件16完全机械地脱耦。

基于所示出的爪的斜齿啮合部，不需要弹簧元件来使驱动元件14和从动元件16彼此脱耦，在这种情况下，离合器18、36基于作用的转矩而自动地去负荷。

此外，保险元件20也能够构成为弹簧，该弹簧将从动元件16压入耦联位置中，其中，弹簧力随着温度的升高而减小，使得离合器18、36基于作用的转矩而自动地脱耦。所述弹簧能够由膨胀材料构成。

但是也能够考虑替选的设计可能性，在所述替选的设计可能性的情况下，驱动元件14和从动元件16的机械脱耦受到弹簧元件的辅助。例如可以是拉力弹簧，只要保险元件20改变其机械特性，使得拉力超过保险元件20的保持力，则拉力弹簧主动使从动元件16脱耦。

从动元件16不必强制性地支承在保持元件44上，它也能够直接滑动地支承在轴42上。

在一种替选的实施方式中，驱动元件14能够滑动地支承并且从动元件16能够关于传动系10的轴向方向或者说纵向方向是位置固定的。

通常，保险元件20在图3中示出的实施方式的情况下不处于力流中。

经由所述热过载保险装置12能够在驱动元件14和从动元件16之间建立机械连接。

Claims (6)

1.传动系(10)，所述传动系具有驱动元件(14)、从动元件(16)和热过载保险装置(12)，其中，所述热过载保险装置(12)构造成，使得在低于临界温度时在驱动元件(14)和从动元件(16)之间存在连接而在高于临界温度时驱动元件(14)和从动元件(16)彼此机械地脱耦，所述热过载保险装置(12)包括至少一个热保险元件(20)，所述热保险元件(20)在高于临界温度时改变其体积，并且所述热保险元件(20)能够可逆地恢复到其初始形状。

2.根据权利要求1所述的传动系(10)，其特征在于，所述热过载保险装置是热离合器(18)，所述热离合器设置在驱动元件(14)和从动元件(16)之间。

3.根据权利要求1所述的传动系(10)，其特征在于，所述热保险元件(20)构成为销栓(26)。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的传动系(10)，其特征在于，所述热保险元件(20)的体积在高于所述临界温度时减小。

5.根据权利要求1至3中任一项所述的传动系(10)，其特征在于，在高于临界温度时，所述传动系(10)中的转矩流机械地中断。

6.根据权利要求1至3中任一项所述的传动系(10)，其特征在于，所述驱动元件(14)构成为轴，并且所述从动元件(16)构成为毂。

Images